[发明专利]氧化锡-石墨烯复合负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧化锡‑石墨烯复合负极材料的制备方法，其包括以下步骤：a)将乙二胺四乙酸和盐酸溶液混合，并加入锡石，反应得到混合物；b)向所述混合物加入氢氧化钠调整pH值至7～10，再加入脲溶液，得到Sn(OH)₄水凝胶；c)提供一石墨烯溶液，并将石墨烯溶液加入至所述Sn(OH)₄水凝胶中，并调节pH值至1～2，过滤，得到预制品；以及d)将所述预制品进行热处理，得到氧化锡‑石墨烯复合负极材料。本发明还提供一种氧化锡‑石墨烯复合负极材料。

技术领域

本发明涉及用于锂离子电池的负极材料，特别是涉及氧化锡-石墨烯复合负极材料及其制备方法。

背景技术

二十世纪末，锂离子电池以其体积小，携带方便，循环寿命长，环保等特点受到人们的亲睐。石墨材料具有六方晶体层状结构，而被用于做锂离子电池负极材料。然而，石墨的理论比容量仅为372mAh/g，因此，锂离子电池作为动力电池在交通和储能等领域的实际应用受到制约。

发明内容

基于此，有必要针对石墨负极材料电容有限的问题，提供一种性能优异的氧化锡-石墨烯复合负极材料及其制备方法。

本发明涉及一种氧化锡-石墨烯复合负极材料，其包括以下步骤：

a)将乙二胺四乙酸和盐酸溶液混合，并加入锡石，反应得到混合物；

b)向所述混合物加入氢氧化钠调整pH值至7～10，再加入脲溶液，得到Sn(OH)₄水凝胶；

c)提供一石墨烯溶液，并将石墨烯溶液加入至所述Sn(OH)₄水凝胶中，并调节pH值至1～2，过滤，得到预制品；以及

d)将所述预制品进行热处理，得到氧化锡-石墨烯复合负极材料。

本发明还提供一种根据上述制备方法制备得到的氧化锡-石墨烯复合负极材料。

与现有技术相比，本发明所述氧化锡-石墨烯复合负极材料及其制备方法具有以下优点：

采用溶胶-凝胶法制备得到Sn(OH)₄水凝胶，再加入石墨烯溶液，最后进行热处理，得到的氧化锡为纳米级，并且该氧化锡均匀分散于石墨烯的层间。由于石墨烯具有较好的导电性能而可提高纳米氧化锡的导电性能，当将该氧化锡-石墨烯复合负极材料应用至锂离子电池时，石墨烯的引入可提高电子的传输速率，因此，得到的氧化锡-石墨烯复合负极材料具有较高的放电容量和容量保持率。

该制备方法中采用溶胶-凝胶法，可制得纳米级的氧化锡。并且，石墨烯预先分散，并与Sn(OH)₄水凝胶混合，可使得氧化锡均匀的分布于石墨烯的层间。该制备方法简单易行，成型率及收得率高，易于工业化。

附图说明

图1为实施例1制备得到的氧化锡-石墨烯复合负极材料及对比例1石墨烯的X射线衍射图(其中，SnO₂/Graphene曲线对应于实施例1，Graphene曲线对应于对比例1)。

图2为对比例2氧化锡的X射线衍射图。

图3及图4均为实施例1制备得到的氧化锡-石墨烯复合负极材料的高分辨率透射电镜(HRTEM)照片。

具体实施方式

以下将对本发明提供的氧化锡-石墨烯复合负极材料及其制备方法作进一步说明。

本发明提供一种氧化锡-石墨烯复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1，将乙二胺四乙酸和盐酸溶液混合，并加入锡石，反应得到混合物；